CN206531778U - 一种多光程尾气遥感测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多光程尾气遥感测试装置，单机动车道或多机动车道上方横跨安装有支撑架，应每一机动车道的支撑架上分别设置一尾气遥感测试装置进行该车道尾气独立检测；位于测试机动车道上方支撑架的顶部一侧倾斜向下固定设置用于发射多个预定中心波长光束穿过汽车尾气烟团的红外光源，位于测试机动车道上方支撑架的顶部另一侧固定设置用于接收穿过汽车尾气烟团的多个预定中心波长光束的红外探测器，平面反射镜组件固定设置在红外光源与红外探测器之间的光路上，红外光源与红外探测器垂直于地面呈俯射式结构对称分布；车牌识别装置固定设置在测试机动车道车辆行驶方向，控制装置分别电连接红外光源、红外探测器和车牌识别装置。本实用新型可以广泛应用于单车道或多机动车道的机动车尾气测试中。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种用于单车道或多机动车道的多光程尾气遥感测试装置，涉及机动车遥测技术领域。
背景技术
汽车尾气在空气中会立即发生扩散稀释，受到道路上汽车通过的随机位置及风速等影响，同一车道上汽车之间的烟团分布较分散；众所周知尾气遥测装置属于一种开放式光路测量系统，由于道路上汽车行驶路线各不相同，为提高车辆通过遥感设备检测光路的概率，从而进一步提高车辆检出率，尾气烟团探测面积应尽可能更多地覆盖整条车道宽度，一般要求尾气烟团值不能太小。目前在实际应用中，尾气遥测装置具体安装方式可以是多样的，包括水平一体式、水平分体式、垂直分体式等。水平一体式机动车尾气遥测装置通常将光源与反射镜(多采用一个直角反射器)水平放置于道路两侧，检测光束距地面高度约等于汽车排气管高度，光源发射端和接收端通过发射与接收往返光束信号实现尾气捕捉测量，其特点为光路结构设计简单，易于光路调节，缺点是仅仅适用于单车道，光束很容易被多车道汽车遮挡，导致无法分别对多车道上的多辆机动车进行检测；而垂直分体式通常将光源和探测器斜向下固定在龙门架两侧，反射镜平铺于路面中间，尾气检测光束呈V字形结构，V字形光路可以实现多车道尾气检测，但是其能探测到汽车尾气烟团的道路覆盖宽度及烟团分布范围有限。
为提高机动车尾气烟团捕捉率，现有技术中公开了用于机动车尾气遥测的多光程机构，并具体公开了一种通过采用三个角反射器共六个反射镜实现了多光程光路测量的方法，相比于往返式两光路结构，检测灵敏度有所提高且扩大了机动车排气管高度适用范围，但是不足之处为多个反射镜的存在使光路结构调节更加复杂化，增加光束传输路径中光能损耗，最为关键的是仅仅限于单车道，并不适用于主干道多车道上多辆机动车的同步测量；而现有技术中公开的分体式汽车尾气遥感测试装置，采用固定式V字形光路设计，可以实现多车道尾气检测，但是V字形二光路能探测到汽车尾气烟团的道路覆盖宽度及烟团分布范围有限，当汽车偏离道路中央通过时不能很好地检出尾气，所以车辆有效检出率一定程度上取决于能探测到汽车尾气烟团的光路对道路覆盖宽度。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够探测到汽车尾气烟团的道路覆盖宽度更大及道路上汽车位置分布范围更广的，有助于提高机动车有效检出率的多光程尾气遥感测试装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种多光程尾气遥感测试装置，单机动车道或多机动车道上方横跨安装有支撑架，对应每一机动车道的所述支撑架上分别设置一所述尾气遥感测试装置进行该车道尾气独立检测；每一所述尾气遥感测试装置均包括红外光源、红外探测器、平面反射镜组件、车牌识别装置和控制装置；位于测试机动车道上方所述支撑架的顶部一侧倾斜向下固定设置用于发射多个预定中心波长光束穿过汽车尾气烟团的红外光源，位于所述测试机动车道上方所述支撑架的顶部另一侧固定设置用于接收穿过汽车尾气烟团的多个预定中心波长光束的红外探测器，所述平面反射镜组件固定设置在所述红外光源与红外探测器之间的光路上，所述红外光源与红外探测器垂直于地面呈俯射式结构对称分布；所述车牌识别装置固定设置在所述测试机动车道车辆行驶方向，用于获取行驶车辆的车牌图像，所述控制装置分别电连接所述红外光源、红外探测器和车牌识别装置。
优选地，所述支撑架采用增强型多维钢结构的龙门架。
优选地，所述平面反射镜组件包括第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜，所述第一平面反射固定设置在所述龙门架下方的所述测试机动车道路面一侧，所述第二平面反射镜固定设置在位于所述测试机动车道路上方的所述龙门架顶部中间，所述第三平面反射镜固定设置在所述龙门架下方的所述测试车道路面另一侧，所述红外光源发出的光依次经所述第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜发射到所述红外探测器，整个光路传播路径呈W型。
优选地，所述第一平面反射镜和第三平面反射镜均采用三层膜结构，第一层以蓝宝石作为镜面基底材料，镜面上镀一层高反射膜，高反射膜上镀一层保护膜；所述第一平面反射镜和第三平面反射镜周围加装防震橡胶，铺设位置略低于道路路面。
优选地，对应汽车尾气烟团中CO、CO2、NO、、HC、O2、NH3特征吸收波段，所述红外光源采用六个中心波长固定的分布反馈式量子级联红外激光器；相应地，所述红外探测器采用电制冷控温的六个具有较宽的红外波段响应红外探测器。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型红外光源及红外探测器与安装在龙门架下方某单车道路面双侧的第一平面反射镜，第三平面反射镜及固定在龙门架顶部横杆中间的第二平面反射镜呈W型光路分布，红外光源经过平面反射镜的反射聚焦于红外探测器的光路反射次数为四次，更容易检测到机动车尾气烟团，提高了机动车有效检出率。2、根据多车道尾气检测需要，每个机动车道均可以采用本实用新型的尾气遥感测试装置进行检测，因此可探测到机动车尾气烟团的道路覆盖宽度更大及道路上机动车位置分布范围更广，提高了机动车尾气捕捉率，能够进行多车道多辆汽车尾气多组分同时检测，互不干扰。3、本实用新型光路结构设计简单，更加易于调节光路传输路径，同时可以降低光束传输损耗。本实用新型可以广泛应用于单车道或多机动车道的机动车尾气测试中。
附图说明
图1是本实用新型的多光程尾气遥感测试装置结构示意；
图2是图1的A-A剖面结构示意图；
图3是图1的B-B剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
如图1～3所示，本实用新型提供的多光程尾气遥感测试装置，单机动车道或多机动车道上方横跨安装有支撑架，支撑架可以采用龙门架1，但是不限于此，只要能够达到支撑固定各光学器件的功能即可，龙门架1可以采用增强型多维钢结构，横跨安装在单机动车道或多机动车道上，龙门架1用于支撑固定各光学器件，抗震动干扰强。对应每一机动车道的龙门架1上分别设置一尾气遥感测试装置进行该车道尾气独立同时检测。每一尾气遥感测试装置均包括红外光源2、红外探测器3、平面反射镜组件4、车牌识别装置5和控制装置6。
位于测试机动车道上方龙门架1的顶部一侧倾斜向下固定设置红外光源2，红外光源2用于发射多个预定中心波长的光束穿过汽车尾气烟团，红外光源2的个数根据测量汽车尾气烟团的物种数目进行确定。位于测试机动车道上方龙门架1的顶部另一侧固定设置红外探测器3，红外探测器3用于接收穿过汽车尾气烟团的多个预定中心波长的光束，平面反射镜组件4固定设置在红外光源2与红外探测器3之间的光路上，用于增加光程，平面反射镜组件4的个数不做限定，可以根据所需要增加光程反射次数进行设置；其中，红外光源2与红外探测器3垂直于地面呈俯射式结构对称分布。车牌识别装置5固定设置测试机动车道上方的龙门架1上，用于获取行驶车辆的车牌图像。控制装置6放置在道路一侧，通过电源供给线为红外光源2、红外探测器3和车牌识别装置5等进行供电，并通过信号控制线连接红外光源2、红外探测器3和车辆识别装置5。
在一个优选的实施例中，本实施例的平面反射镜组件4个数选择为三个，分别为第一平面反射镜41、第二平面反射镜42和第三平面反射镜43，第一平面反射镜,41固定设置在龙门架1下方的测试机动车道路面一侧，第二平面反射镜42固定设置在位于测试机动车道路上方的龙门架1顶部横杆中间，第三平面反射镜43固定在龙门架1下方的测试车道路面另一侧，红外光源2发出的光依次经第一平面反射镜41、第二平面反射镜42和第三平面反射镜43反射到红外探测器3，整个光路传播路径呈W型。另外，第一平面反射镜41和第三平面反射镜43采用三层膜结构，第一层以蓝宝石作为镜面基底材料，镜面上镀一层高反射膜HR，高反射膜HR上镀一层保护膜，平面反射镜周围加装防震橡胶，铺设位置略低于道路路面，能够有效减少机动车通过时震动及剐蹭影响。
在一个优选的实施例中，红外光源2可以采用六个中心波长固定的分布反馈式量子级联红外激光器，分别对应汽车尾气烟团中CO、CO2、NO、、HC、O2、NH3特征吸收波段，相应地，红外探测器3可以采用电制冷(TEC)控温的六个红外探测器，具有较宽的红外波段响应，能够满足实际道路环境温度范围。
在一个优选的实施例中，该多光程尾气遥感测试装置还可以包括机动车速度/加速度测速激光7，机动车速度/加速度测速激光7固定设置测试机动车道上方的龙门架1上，其通过控制装置6进行控制，用于测量机动车在尾气监测点的速度、加速度、车长、车宽等信息。
如图1所示，下面通过具体实施例详细说明本实用新型的多光程尾气遥感测试装置对多机动车道的汽车尾气遥感测试过程。根据尾气检测需求，可以在多个机动车道分别对应设置多套本实用新型的尾气遥感检测试装置进行多车道尾气同时独立检测，另外也可以根据多光程长度需要增加平面反射镜的个数使得增加反射光路反射次数，本实用新型以某单车道W型多光程为例进行详细说明：
该单车道上方横跨安装龙门架1，斜向下固定设置龙门架1一侧上的红外光源2将准直红外光束连续地发射到位于某车道路面一侧的第一平面反射镜41，第一平面发射镜41将准直红外光束反射到固定设置在龙门架1顶部横杆中间的第二平面反射镜42，经第二平面反射镜42反射的准直红外光束发射到放置于该车道路面另一侧的第三平面反射镜43，最终光束经第三平面反射镜43反射至红外探测器3，红外探测器3将探测到的数据发送到控制装置6，红外光源2经过三个平面反射镜的反射聚焦于红外探测器3的光路反射次数总共为四次。
当没有机动车8通过检测光路时，红外探测器3多次检测前车通过之后的大气浓度信号值，作为道路背景信号存储在控制装置6内；
当有机动车8通过检测光路时，车身会挡住红外光源2光线穿过，此时控制装置6分别向车牌识别装置5和机动车速度/加速度测速激光7发出控制指令，获取通过车辆7的车牌图像、速度、加速度、车长、车高等相关信息；当机动车7排放的尾气烟团9穿过经三个平面反射镜组成的W型光路时，红外光源2发出的光束经过W型光路四次反射斜向上反射至红外探测器3，红外探测器3检测此时光源发射的透射光信号强度，将机动车8经过后的透射光光强信号减去机动车8经过前的道路背景信号，计算出尾气烟团9中CO、CO2、NO、CH、NH3和颗粒物污染物浓度。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (3)
1.一种多光程尾气遥感测试装置，单机动车道或多机动车道上方横跨安装有支撑架，其特征在于，对应每一机动车道的所述支撑架上分别设置一所述尾气遥感测试装置进行该车道尾气独立检测；所述支撑架采用增强型多维钢结构的龙门架；
每一所述尾气遥感测试装置均包括红外光源、红外探测器、平面反射镜组件、车牌识别装置和控制装置；位于测试机动车道上方所述支撑架的顶部一侧倾斜向下固定设置用于发射多个预定中心波长光束穿过汽车尾气烟团的红外光源，位于所述测试机动车道上方所述支撑架的顶部另一侧固定设置用于接收穿过汽车尾气烟团的多个预定中心波长光束的红外探测器，所述平面反射镜组件固定设置在所述红外光源与红外探测器之间的光路上，所述红外光源与红外探测器垂直于地面呈俯射式结构对称分布；所述车牌识别装置固定设置在所述测试机动车道车辆行驶方向，用于获取行驶车辆的车牌图像，所述控制装置分别电连接所述红外光源、红外探测器和车牌识别装置；
所述平面反射镜组件包括第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜，所述第一平面反射固定设置在所述龙门架下方的所述测试机动车道路面一侧，所述第二平面反射镜固定设置在位于所述测试机动车道路上方的所述龙门架顶部中间，所述第三平面反射镜固定设置在所述龙门架下方的所述测试车道路面另一侧，所述红外光源发出的光依次经所述第一平面反射镜、第二平面反射镜和第三平面反射镜发射到所述红外探测器，整个光路传播路径呈W型。
2.如权利要求1所述的一种多光程尾气遥感测试装置，其特征在于，所述第一平面反射镜和第三平面反射镜均采用三层膜结构，第一层以蓝宝石作为镜面基底材料，镜面上镀一层高反射膜，高反射膜上镀一层保护膜；所述第一平面反射镜和第三平面反射镜周围加装防震橡胶，铺设位置略低于道路路面。
3.如权利要求1或2所述的一种多光程尾气遥感测试装置，其特征在于，对应汽车尾气烟团中CO、CO2、NO、HC、O2、NH3特征吸收波段，所述红外光源采用六个中心波长固定的分布反馈式量子级联红外激光器；相应地，所述红外探测器采用电制冷控温的六个红外探测器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Many optical distances tail gas remote sensing testing arrangement Effective date of registration: 20191216 Granted publication date: 20170929 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Ninghai County sub branch Pledgor: ZHEJIANG DOPLER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2019330000323 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20221118 Granted publication date: 20170929 |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20240103 Granted publication date: 20170929 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170929 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20170929 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Ninghai County sub branch Pledgor: ZHEJIANG DOPLER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2019330000323 |